The SSBUV experiment wavelength scale and stability: 1988 to 1994

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The SSBUV experiment wavelength scale and stability: 1988 to 1994

Cebula, R.P. / Hilsenrath, E. / DeCamp, P.W. / Laamann, K. / Janz, S. / McCullough, K.

Zur Verbesserung der Meßgenauigkeit und zur Erfassung der Veränderungen in der Kalibrierung der Wellenlängen (W) der beim SSBUV-Programm (Shuttle Solar Backscatter Ultraviolet) verwendeten Bordinstrumente der Weltraumfähre wird eine Kalibrierungsüberprüfung durchgeführt. Diese umfaßt eine Laborkalibrierung, eine Analyse der Daten des Bordkalibrierungssystems und die Verwendung von Sonnenspektrallinien zur Kontrolle der W-Stabilität der Bordinstrumente. Die Laborkalibrierung erfolgt vor Beginn von 6 Weltraummissionen durch Abtasten von 9 Linien aus 4 Spektralquellen (Cu, Hg, Mg, Zn), nach jedem Flug unter Verwendung der Hg-253,7-nm-Linie sowie nach Abschluß des Programms durch Abtasten von 10 Linien anderer Spektralampen (Cd, Hg, Tl, Zn). Die Auswertung der Ergebnisse zu Beginn des Programms geschieht unter Verwendung der Ebert-Gleichung und ergibt eine 1-sigma-Unsicherheit in der absoluten W-Kalibrierung von +/-0,012 nm bis +/-0,014 nm im Bereich von 250 nm bis 340 nm, der für die Ozon-Bestimmung relevant ist. Die Prüfungen nach jedem Flug (jährlich) ergeben eine W-Stabilität von besser als +/-0,03 nm über das ganze Programm. Die Ergebnisse der Nachuntersuchungen weichen von denen der Voruntersuchungen im Bereich von 200 nm bis 400 nm um 0,011 nm und im W-Bereich der Ozon-Bestimmung um 0,004 nm ab. Die Kontrolle der radiometrischen Kalibrierungsstabilität an Bord erfolgt mit Quarz-Halogen- und D2-Lampen; die W-Stabilität wird mit einer Hg-Lampe (253,7 nm und ab dem zweiten Flug auch 184,9 nm) überprüft. Die Veränderungen über 6 Jahre liegen unter 0,02 nm; die Darstellung der beiden Hg-Linien gegen die Zeit zeigt einen sinusförmigen Verlauf (Amplitude 0,03 nm bis 0,04 nm). Vom Sonnenspektrum werden 13 Linien von Al I (193,4 nm) bis Ca II (396,8 nm) zur Kalibrierungsanalyse verwendet. Die thermisch bedingten Änderungen während eines Fluges betragen 0,04 nm, diejenigen von einem Flug zum anderen 0,02 nm bis 0,03 nm bei längeren Wellenlängen (4. bis 6. Flug). Die Langzeit-Veränderung liegt bei 0,02 nm (Fe-I-Linie, 248,8 nm).